DE102017125422A1

DE102017125422A1 - Device for producing an aperture diaphragm in the eye

Info

Publication number: DE102017125422A1
Application number: DE102017125422.6A
Authority: DE
Inventors: Holger Lubatschowski
Original assignee: Rowiak GmbH
Current assignee: Rowiak GmbH
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-02
Also published as: CA3081126A1; CN111479536A; JP2021500967A; WO2019086436A1; US20200330277A1; EP3703629A1; CN111479536B; US11406535B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Vorrichtungen, die zur Korrektur oder Minderung von Fehlsichtigkeiten im Auge vorgesehen sind. Um eine Lösung vorzustellen, bei der gewünschten Verbesserungen der Sehfähigkeiten möglichst ohne Einschränkungen im Alltag erreicht werden und die auch in der Ausführung der Behandlung selbst möglichst wenig Risiko mit sich bringt wird, eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Aperturblende in einem Auge vorgeschlagen, mit einer Steuereinheit für eine Lasereinheit, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, die Lasereinheit für eine Erzeugung der Aperturblende in einer Linse des Auges zu steuern, wobei die Aperturblende zur Vergrößerung der Schärfentiefe des Auges dient und durch laserinduzierte Läsionen gebildet ist, die eine Lichttransmission durch einen eine Aperturöffnung umgebenden Aperturbereich der Linse verringern.The present invention relates to the field of devices intended to correct or reduce visual defects in the eye. In order to present a solution in which the desired improvements of the visual abilities are achieved as far as possible without any restrictions in everyday life and which also involves as little risk as possible in the execution of the treatment, a device for producing an aperture stop in one eye is proposed, with a control unit for a laser unit, wherein the control unit is adapted to control the laser unit for generating the aperture stop in a lens of the eye, the aperture stop for increasing the depth of field of the eye and being formed by laser-induced lesions that transmit light through an aperture surrounding an aperture Reduce the aperture area of the lens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet von Vorrichtungen, die zur Korrektur oder Minderung von Fehlsichtigkeiten im Auge vorgesehen sind, und insbesondere eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Aperturblende in der natürlichen Linse des Auges, mit der die Schärfentiefe des Auges vergrößert wird, was insbesondere bei altersbedingter Weitsichtigkeit zu Verbesserungen führen kann.The present invention relates to the field of devices provided for the correction or reduction of vision defects in the eye, and more particularly to an apparatus for producing an aperture in the natural lens of the eye which increases the depth of field of the eye, especially in the case of age-related hyperopia can lead to improvements.

Eine Fehlsichtigkeit des Auges wird im Allgemeinen durch eine Brille oder durch Kontaktlinsen behoben. Im Falle der Ametropie wird ein optisch im Unendlichen liegender Gegenstand bei entspanntem Ziliarmuskel (Nah-Akkommodation) nicht scharf auf die Netzhaut abbildet. Ist der Augapfel im Vergleich zur Gesamtbrechkraft von Augenhornhaut und Augenlinse zu lang, spricht man von Myopie (Kurzsichtigkeit). Eine Brille oder Kontaktlinse, die als Zerstreuungslinse wirkt, kann die Brechkraft so verringern, dass ein scharfes Bild auf der Netzhaut abgebildet wird. Im umgekehrten Fall der Hyperopie (Weitsichtigkeit) ist die Brechkraft der Augenmedien zu gering im Verhältnis zur Augapfel-Länge. Hier kann eine Sammellinse als Brille oder Kontaktlinse die Fehlsichtigkeit korrigieren. Liegt die Fehlsichtigkeit nur in einer Ebene vor, spricht man vom Astigmatismus (Stabsichtigkeit). Entsprechende Zylinderlinsen können hier ebenfalls als Brille oder Kontaktlinse die Fehlsichtigkeit korrigieren.A refractive error of the eye is generally corrected by glasses or contact lenses. In the case of ametropia, an optically infinite object is not sharply focused on the retina with relaxed ciliary muscle (near-accommodation). If the eyeball is too long in comparison to the total refractive power of the cornea and eye lens, this is called myopia (myopia). Glasses or contact lenses that act as a diverging lens can reduce the power so that a sharp image is displayed on the retina. In the reverse case of hyperopia (hyperopia), the refractive power of the eye media is too small in relation to the eyeball length. Here, a convergent lens as glasses or contact lens correct the ametropia. If the ametropia is present in only one level, it is called astigmatism (astigmatism). Corresponding cylindrical lenses can also correct the refractive error here as glasses or contact lens.

Neben Brille oder Kontaktlinse als Korrekturhilfe gibt es chirurgische Verfahren, um die Fehlsichtigkeit des Auges zu korrigieren.In addition to glasses or contact lenses as a corrective aid, there are surgical procedures to correct the refractive error of the eye.

Zum einen lassen sich mit Lasern Teile der Augenhornhaut abtragen, womit die vordere Krümmung der Augenhornhaut so verändern wird, dass die sich die optische Brechkraft des Auges entsprechend ändert und (annähernd) Normalsichtigkeit (Emmetropie) erreicht wird. Ein Vorteil derartiger Laserverfahren (PRK: photorefraktive Keratektomie, LASIK: Laser-in-situ-Keratomileusis, LASEK: Laser-epitheliale Keratomileusis) ergibt sich durch die Flexibilität der zu erreichenden Korrektur. Irreguläre Hornhautveränderungen lassen sich gezielt korrigieren, was mit Brille und Kontaktlinsen häufig nicht möglich ist.On the one hand, it is possible to remove parts of the cornea with the help of lasers, whereby the anterior curvature of the cornea will change so that the optical refractive power of the eye changes accordingly and (almost) normal vision (emmetropia) is achieved. One advantage of such laser methods (PRK: photorefractive keratectomy, LASIK: laser in situ keratomileusis, LASEK: laser epithelial keratomileusis) is the flexibility of the correction to be achieved. Irregular corneal changes can be specifically corrected, which is often not possible with glasses and contact lenses.

Darüber hinaus lassen sich Implantate in die Hornhaut einbringen, die durch ihre optische Brechkraft oder durch ihre biomechanische Wirkung (etwa über eine Veränderung der Hornhautkrümmung) gezielt die Fehlsichtigkeit korrigieren sollen. Ebenso lassen sich Intraokularlinsen in das Auge implantieren, um Fehlsichtigkeiten zu korrigieren. Diese können zusätzlich zur natürlichen Augenlinse wirken oder die natürliche Augenlinse ersetzen.In addition, implants can be brought into the cornea, which should correct the refractive error by their optical power or by their biomechanical effect (such as a change in the corneal curvature) targeted. Likewise, intraocular lenses can be implanted into the eye to correct ametropia. These may act in addition to the natural eye lens or replace the natural eye lens.

Zu den Implantat-Lösungen gehört auch eine Gruppe von Implantaten, die das Prinzip der stenopäischen Lücke nutzbar machen (Lochblenden-Effekt). Die Lochblende reduziert störende Randstrahlen und vermindert dadurch sphärische Aberration bei der Bildgebung. Die Zerstreuungskreise auf der Netzhaut werden verkleinert und somit wird die Schärfentiefe bei der Bildgebung erhöht. Folglich erlangen ametrope Augen beim Blick durch eine Lochblende eine höhere Sehschärfe.The implant solutions also include a group of implants that make use of the principle of the stenotic gap (pinhole effect). The pinhole reduces spurious marginal rays and thereby reduces spherical aberration in imaging. The circles of confusion on the retina are reduced and thus the depth of field is increased during imaging. Consequently, ametropic eyes gain a higher visual acuity when viewed through a pinhole.

In einer Ausgestaltung eines solchen Ansatzes wird ein ca. 5 µm dickes Kunststoff-Scheibchen mit einem offenen Innendurchmesser von ca. 1,6 mm und einem Außendurchmesser von 3,8 mm zentral in die Hornhaut des Auges eingesetzt. Operativ geschieht dies meist dadurch, dass mit einem Laser eine Tasche in die Hornhaut präpariert wird, in der das Implantat fixiert wird.In one embodiment of such an approach, an approximately 5 microns thick plastic disk with an open inner diameter of about 1.6 mm and an outer diameter of 3.8 mm is centrally inserted into the cornea of the eye. Operatively, this is usually done by using a laser to prepare a pocket in the cornea, in which the implant is fixed.

In einer weiteren Ausgestaltung wird eine künstliche Intraokularlinse (IOL) in das Auge implantiert. Die natürliche Linse wird dabei entfernt. Innerhalb der künstlichen Linse befindet sich ebenfalls eine Lochblende mit ca. 1,36 mm freiem Innendurchmesser und 3,23 mm Außendurchmesser.In another embodiment, an artificial intraocular lens (IOL) is implanted in the eye. The natural lens is removed. Within the artificial lens is also a pinhole with about 1.36 mm free inner diameter and 3.23 mm outer diameter.

Schließlich kann der Lochblendeneffekt auch mit Hilfe einer Kontaktlinse nutzbar gemacht werden. Allerdings können sich Kontaktlinsen in der Regel auf der Augenhornhaut leicht bewegen. Die zentrale Öffnung wird dabei aus der Sehachse herausbewegt, so dass ein optimales Sehen beeinträchtigt wird.Finally, the pinhole effect can also be made available with the help of a contact lens. However, contact lenses usually move easily on the cornea. The central opening is moved out of the visual axis, so that optimal vision is impaired.

Beispiele aus dem Stand der Technik, die sich auf eine Nutzbarmachung des Lochblendeneffektes beziehen, finden sich beispielsweise in US 4,955,904 , US 5,757,458 , US 5,980,040 , WO 2011/020078 A1 und US 2013/131795 A1 .Examples of the prior art, which relate to a utilization of the pinhole effect, can be found for example in US 4,955,904 . US 5,757,458 . US 5,980,040 . WO 2011/020078 A1 and US 2013/131795 A1 ,

Brillen können im Alltag beschädigt werden oder verloren gehen. Je nach Umgebung können sie verschmutzen oder beschlagen. Unregelmäßige Fehlsichtigkeiten, jenseits von Myopie, Hyperopie oder Astigmatismus können nur unzulänglich oder gar nicht korrigiert werden, was auch für Kontaktlinsen gilt, die zudem eine gewisse Geschicklichkeit beim Einsetzen und Herausnehmen erfordern.Glasses can be damaged or lost in everyday life. Depending on the environment, they can pollute or mist up. Irregular eyesight, beyond myopia, hyperopia or astigmatism can only be corrected inadequately or not at all, which also applies to contact lenses, which also require some skill in insertion and removal.

Chirurgische Eingriffe mit dem Laser und die Verwendung von Implantaten bergen die Gefahren einer möglichen Infektion während und nach der OP und / oder einer Unverträglichkeit des Gewebes mit dem Implantat. Von dem Einsatz des Lochblenden-Implantats in der Augenhornhaut ist bekannt, dass die Nährstoffversorgung des Gewebes beeinträchtigt werden kann ( Alio, Jorge L.; et al. (2013): Removability of a small aperture intracorneal inlay for presbyopia correction. In: Journal of refractive surgery 29 (8), S. 550-556 ).Surgical procedures with the laser and the use of implants bear the dangers of a possible infection during and after the operation and / or an incompatibility of the tissue with the implant. It is known from the use of the pinhole implant in the cornea that the nutrient supply of the tissue can be impaired ( Alio, Jorge L .; et al. (2013): Removability of a small aperture intracorneal inlay for presbyopia correction. In: Journal of refractive surgery 29 (8), p. 550-556 ).

Ein der vorliegenden Erfindung zugrundeliegendes Ziel ist es insbesondere zu ermöglichen, die Lesefähigkeit presbyoper Augen wiederherzustellen. Es ist daneben oder darüber hinaus gewünscht, Sehfehler zu korrigieren, die durch Aberrationen, insbesondere in der Peripherie der optischen Achse des Auges entstehen, wobei die Randstrahlen des ins Auge einfallenden Lichtes ausgeblendet werden sollen. Hierbei sollen die Nachteile aus dem Stand der Technik ganz oder zumindest im Wesentlichen vermieden werden. In particular, it is an object of the present invention to enable the readability of presbyopic eyes to be restored. It is next or further desired to correct visual defects caused by aberrations, especially in the periphery of the optical axis of the eye, with the marginal rays of the light incident to the eye to be blanked out. Here, the disadvantages of the prior art are to be completely or at least substantially avoided.

Es ist daher gewünscht, eine Lösung vorzustellen, bei der gewünschten Verbesserungen der Sehfähigkeiten möglichst ohne Einschränkungen im Alltag erreicht werden und die auch in der Ausführung der Behandlung selbst möglichst wenig Risiko mit sich bringt.It is therefore desirable to present a solution in which the desired improvements in vision are achieved as far as possible without any restrictions in everyday life and which also entails the least possible risk in the execution of the treatment itself.

Erfindungsgemäß wird nach einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Aperturblende in einem Auge vorgeschlagen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, nämlich mit einer Steuereinheit für eine Lasereinheit, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, die Lasereinheit für eine Erzeugung der Aperturblende in einer Linse des Auges zu steuern, wobei die Aperturblende zur Vergrößerung der Schärfentiefe des Auges dient und durch laserinduzierte Läsionen gebildet ist, die eine Lichttransmission durch einen eine Aperturöffnung umgebenden Aperturbereich der Linse verringern.According to a first aspect of the invention, a device for generating an aperture stop in an eye is proposed, as defined in claim 1, namely with a control unit for a laser unit, wherein the control unit is configured to use the laser unit for generating the aperture stop in a lens of the eye, the aperture stop serving to increase the depth of field of the eye and formed by laser-induced lesions which reduce light transmission through an aperture region of the lens surrounding an aperture opening.

Weitere Aspekte der Erfindung sehen ein Verfahren zur Erzeugung von Steuerbefehlen für eine Lasereinheit zur Erzeugung einer Aperturblende in einem Auge, wie es in Anspruch 9 definiert ist, wobei die Steuerbefehle die Lasereinheit zu einer Erzeugung der Aperturblende in einer Linse des Auges veranlassen, wobei die Aperturblende zur Vergrößerung der Schärfentiefe des Auges dient und durch laserinduzierte Läsionen gebildet ist, die eine Lichttransmission durch einen eine Aperturöffnung umgebenden Aperturbereich der Linse verringern, und ein Verfahren zur Erzeugung einer Aperturblende in einem Auge vor, wie es in Anspruch 10 definiert ist, nämlich mit einem Steuern einer Lasereinheit für eine Erzeugung der Aperturblende in einer Linse des Auges, wobei die Aperturblende zur Vergrößerung der Schärfentiefe des Auges dient und durch laserinduzierte Läsionen gebildet wird, die eine Lichttransmission durch einen eine Aperturöffnung umgebenden Aperturbereich der Linse verringern.Further aspects of the invention provide a method for generating control commands for a laser unit for generating an aperture stop in an eye as defined in claim 9, wherein the control commands cause the laser unit to generate the aperture stop in a lens of the eye, the aperture stop is used to increase the depth of field of the eye and is formed by laser-induced lesions that reduce light transmission through an aperture region surrounding the aperture opening of the lens, and a method for generating an aperture stop in an eye, as defined in claim 10, namely with a Controlling a laser unit for generating the aperture stop in a lens of the eye, wherein the aperture stop serves to increase the depth of field of the eye and is formed by laser-induced lesions which reduce light transmission through an aperture region of the lens surrounding an aperture opening.

Da die Apertur (Lochblende) im Auge selbst geschaffen wird, treten die zum Fall eines äußeren Anbringens durch Brille oder Kontaktlinse diskutierten Probleme nicht auf. Da die Apertur auch nicht chirurgisch implantiert wird, besteht kein wesentliches Risiko einer Infektion oder einer Unverträglichkeit. Da Erfindung eine Anbringung der Apertur in nichtinvasiver Form ermöglicht, wird keine sterile Umgebung (Operations-Saal) benötigt. Es ist auch keine Stoffeinbringung (Farbstoffe, Pigmente) in das Auge vorgesehen, so dass auch in dieser Hinsicht keine Unverträglichkeiten zu befürchten sind.Since the aperture (pinhole) is created in the eye itself, the problems discussed in the case of external attachment by glasses or contact lens do not occur. Since the aperture is not surgically implanted, there is no significant risk of infection or incompatibility. Since the invention allows attachment of the aperture in non-invasive form, no sterile environment (surgery room) is needed. There is also no substance introduction (dyes, pigments) provided in the eye, so that no incompatibilities are to be feared in this regard.

Die vorliegende Erfindung bietet in Abkehr zum Stand der Technik den Vorteil, dass nicht invasiv, d.h. ohne das Auge chirurgisch zu eröffnen, eine Apertur in die Linse des Auges eingebracht werden kann. Die Apertur blendet Randstrahlen aus. Dadurch wird die Sehschärfe des Auges gesteigert. Insbesondere erhöht sich die Schärfentiefe und presbyope Augen verbessern dadurch die Nahsicht, beispielsweise die Lesefähigkeit.The present invention, in contrast to the prior art, offers the advantage that noninvasive, i. Without surgically opening the eye, an aperture can be inserted into the lens of the eye. The aperture fades out marginal rays. This increases the visual acuity of the eye. In particular, the depth of field increases and presbyopic eyes thereby improve near vision, for example readability.

Ein Teil des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung findet sich in den folgenden Überlegungen.Part of the background of the present invention can be found in the following considerations.

Mit Hilfe insbesondere sogenannter „ultrakurzer“ Laserpulse ist es möglich, im Inneren des Auges disruptive Prozesse zu erzeugen, ohne das Auge chirurgisch zu eröffnen. Der Wechselwirkungsmechanismus der sogenannten Photodisruption basiert auf sogenannter nichtlinearer Absorption. Ursprünglich transparentes Gewebe oder Material wird ab einer gewissen Laserintensitätsschwelle absorbierend. Die absorbierte Lichtenergie führt zu lokal begrenzten mikroskopischen Explosionen im Fokus des Laserstrahls. Als „ultrakurz“ bezeichnet man Pulse mit einer Dauer von weniger als einer Pikosekunde (10^-12 s).With the help of so-called "ultrashort" laser pulses in particular, it is possible to create disruptive processes inside the eye without surgically opening the eye. The interaction mechanism of so-called photodisruption is based on so-called nonlinear absorption. Originally transparent tissue or material becomes absorbent at a certain laser intensity threshold. The absorbed light energy leads to locally limited microscopic explosions in the focus of the laser beam. An "ultrashort" is a pulse lasting less than one picosecond (10 ^-12 s).

Derartige Disruptionsprozesse sind an sich bekannt, etwa aus Anwendungen wie der refraktiven Hornhaut-Chirurgie, bei der die Laserpulse Schnitte in die Hornhaut setzen, um Gewebelappen (Flaps) zu erzeugen oder Gewebe zu entfernen. Ebenfalls ist bekannt, dass ultrakurze Laserpulse nahe oder kurz unterhalb der Disruptionsschwelle das Gewebe photochemisch beeinflussen und insbesondere den optischen Brechungsindex verändern. Derartige Mechanismen wurden ebenfalls bereits verwendet, um Fehlsichtigkeiten des Auges zu beheben.Such disruption processes are known per se, for example from applications such as refractive corneal surgery, in which the laser pulses make cuts in the cornea to produce flaps or to remove tissue. It is also known that ultrashort laser pulses near or shortly below the disruption threshold influence the tissue photochemically and in particular change the optical refractive index. Such mechanisms have also been used to remedy ametropia of the eye.

In diesen beschriebenen Fällen soll die Hornhaut des Auges nach dem Lasereingriff in optisch klar bleiben. In wenigen Einzelfällen kann sich im postoperativen Verlauf eine Narbe in der Hornhaut bilden, die zu optischen Streuphänomenen führt. Dies ist jedoch unerwünscht und es wird versucht, derartige Situationen zu vermeiden.In these cases described, the cornea of the eye should remain optically clear after the laser intervention. In a few isolated cases, a scar may develop in the cornea during the postoperative period, leading to optical scattering phenomena. However, this is undesirable and an attempt is made to avoid such situations.

Aus der Katarakt-Chirurgie ist bekannt, ultrakurze Pulse zur Fragmentierung der ergrauten Augenlinse zu verwenden und/oder die Kapsel der Augenlinse zu eröffnen.It is known from cataract surgery to use ultrashort pulses for fragmentation of the grayed-out eye lens and / or to open the capsule of the eye lens.

Darüber hinaus ist bekannt, ultrakurze Pulse zur Behandlung der Altersweitsichtigkeit (Presbyopie) zu verwenden, indem die ultrakurzen Pulse das mit zunehmendem Alter hart gewordene Linsenmaterial zerschneiden und dadurch die Flexibilität und Verformbarkeit der Augenlinse wieder herstellen, um die Linse beim Akkommodationsprozess wieder verformen zu können. Auch hier ist es das Ziel, die Laserpulse so zu dosieren, das nach dem Lasereingriff die Linse optisch klar bleibt, um unerwünschte Blendeffekte zu vermeiden.In addition, it is known ultrashort pulses for the treatment of presbyopia ( Presbyopia), in that the ultrashort pulses cut the lens material hardened with age and thereby restore the flexibility and deformability of the eye lens, in order to be able to reshape the lens during the accommodation process. Again, the goal is to dose the laser pulses so that the lens remains optically clear after the laser intervention, in order to avoid undesirable glare effects.

Aus EP 2 231 084 B1 ist bekannt, dass man die Laserparameter so gestalten kann, dass an den durch die Laserpulse erzeugten und verbleibenden Läsionen in der Augenlinse einfallendes Licht gebeugt oder gestreut wird. Erzeugt man eine Vielzahl solcher Läsionen, kann man nach dem Prinzip der diffraktiven Optik bildformende Eigenschaften innerhalb der Augenlinse erzeugen. Mit Hilfe dieser bildformenden Eigenschaften kann man Sehfehler des Auges korrigieren.Out EP 2 231 084 B1 It is known that one can design the laser parameters such that incident light is diffracted or scattered at the lesions generated by the laser pulses and remaining in the eye lens. If one produces a multiplicity of such lesions, it is possible, according to the principle of diffractive optics, to create image-forming properties within the eye lens. With the help of these image-forming properties one can correct vision defects of the eye.

In allen vorgenannten Anwendungsbereichen der Photodisruption am Auge bleibt der vom Laser bestrahlte Bereich entweder klar und ohne optische Wirkung oder er trägt durch Brechkraftänderung (refraktiv) oder Streuung (diffraktiv) zur Bildgebung bei. In der Kataraktchirurgie werden die vom Laser fragmentierten Linsenbestandteile operativ entfernt.In all the aforementioned applications of photodisruption on the eye, the area irradiated by the laser remains either clear and without optical effect or it contributes to the imaging by refractive power change (refractive) or scattering (diffractive). In cataract surgery, the laser fragmented lens components are surgically removed.

Es wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung realisiert, dass man bei geschickter Wahl der Laserparameter die vom Laser erzeugten Läsionen dicht genug aneinander setzen kann und damit in der Lage ist, den vom Laser bearbeiteten Bereich intransparent zu machen, ihn also als Apertur zu verwenden. Bei entsprechender Programmierung des Laserstrahls lassen sich so beispielsweise Lochblenden in der natürlichen Augenlinse erzeugen.In the context of the present invention, it has been realized that with skillful choice of the laser parameters, the lesions produced by the laser can be placed close enough together and thus able to make the area machined by the laser non-transparent, ie to use it as an aperture. With appropriate programming of the laser beam, it is thus possible, for example, to produce pinhole apertures in the natural eye lens.

Diese lasergenerierte Apertur (Lochblende) kann dazu verwendet werden, nach dem Prinzip der stenopäischen Lücke (Lochblenden-Effekt) die Randstrahlen des einfallenden Lichtes abzublocken. In der Regel sind die Randstrahlen eines optischen Systems mit größeren Abbildungsfehlern (Aberrationen) behaftet. Das Ausblenden dieser Randstrahlen dient dazu, die Abbildungsqualität des Auges zu verbessern und insbesondere die Schärfentiefe des Auges zu vergrößern. Bei erhöhter Schärfentiefe ist man auch mit einem nicht-akkommodierendem (presbyopen) Auge in der Lage, Objekte in der Nähe und in der Ferne scharf zu erkennen.This laser-generated aperture (pinhole) can be used to block the marginal rays of the incident light according to the principle of the stenopical gap (pinhole effect). As a rule, the marginal rays of an optical system are subject to larger imaging aberrations. The suppression of these marginal rays serves to improve the imaging quality of the eye and in particular to increase the depth of field of the eye. With increased depth of field, even with a non-accommodating (presbyopic) eye, one is able to see objects nearby and in the distance sharply.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist die Aperturblende laserinduzierte Läsionen in, in axialer Richtung, unterschiedlichen Ebenen auf. Mit anderen Worten ist die Steuereinheit so ausgestaltet, dass sie die Lasereinheit veranlassen kann, die laserinduzierten Läsionen in unterschiedlicher Tiefe (entlang der Sehachse des Auges) zu setzen.In an advantageous embodiment of one aspect of the invention, the aperture diaphragm has laser-induced lesions in different planes in the axial direction. In other words, the control unit is designed such that it can cause the laser unit to set the laser-induced lesions at different depths (along the visual axis of the eye).

Allgemein beziehen sich Angaben, wie „axial“ und „lateral“ auf die Sehachse des Auges, in dem die Apertur generiert wird. „Axial“ beschreibt demnach eine Richtung entlang der Sehachse, „lateral“ eine Richtung senkrecht zur Sehachse.Generally, indications such as "axial" and "lateral" refer to the visual axis of the eye in which the aperture is generated. "Axial" thus describes a direction along the visual axis, "lateral" a direction perpendicular to the visual axis.

Eine möglichst vollständige Unterdrückung einer Transmission von Licht durch den Aperturbereich kann besser erreicht werden, wenn sich die Aperturblende in axialer Richtung über mehr als eine einzelne Lage von Läsionen erstreckt. Die Aperturblende kann dabei durch eine Vielzahl von Schichten mit Läsionen aufgebaut sein, wobei hierbei die Schichten, insbesondere wenn sie in sich jeweils eine mehr oder weniger regelmäßige Verteilung der Läsionen aufweisen, lateral gegeneinander versetzt sind, etwa um jeweilige Bruchteile einer Periodizität der lateralen Verteilung der Läsionen. Eine axiale Verteilung der Läsionen, die in Form von Schichten oder dergleichen gegeben ist, ist allerdings nicht notwendig, und die Läsionen können auch in dieser Hinsicht unregelmäßig, etwa zufällig oder zumindest quasi-zufällig angeordnet sein. Hier kann man im Extremfall jeder einzelnen Läsion jeweils eine eigene Ebene zuordnen.The most complete suppression of transmission of light through the aperture region can be achieved better if the aperture diaphragm extends in the axial direction over more than a single layer of lesions. In this case, the aperture diaphragm can be constructed by a plurality of layers with lesions, the layers, in particular if they each have a more or less regular distribution of the lesions, being laterally offset from each other, for example by respective fractions of a periodicity of the lateral distribution lesions. However, axial distribution of the lesions, which is in the form of layers or the like, is not necessary, and the lesions may also be irregular, random, or at least quasi-random in this regard. In extreme cases, each individual lesion can be assigned its own level.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist die Steuereinheit für eine Steuerung der Lasereinheit ausgestaltet ist, mit der aufeinanderfolgend erzeugte laserinduzierte Läsionen so erzeugt werden, dass sie voneinander in lateraler und/oder axialer Richtung wenigstens einen vorbestimmten Abstand aufweisen.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the control unit is designed for a control of the laser unit with which successively generated laser-induced lesions are generated such that they have at least one predetermined distance from each other in the lateral and / or axial direction.

Mit dem Einbringen der laserinduzierten Läsion wird die Linse des Auges lokal gestört, insbesondere ergibt sich eine Blase im Bereich der Läsion, die sich im Laufe der Zeit wieder schließt, wobei es für die Genauigkeit und Wirksamkeit der Lasereinstrahlung von Vorteil ist, wenn der Lichtpfad nicht durch eine Läsion bzw. die noch nicht zurückgebildete Blase verläuft.With the introduction of the laser-induced lesion, the lens of the eye is disturbed locally, in particular, a blister results in the area of the lesion, which closes again over time, and it is advantageous for the accuracy and effectiveness of the laser irradiation if the light path does not passes through a lesion or the unreformed bladder.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist die Steuereinheit für eine Steuerung der Lasereinheit ausgestaltet, die innerhalb des Aperturbereichs zu einer zufälligen oder quasi-zufälligen Verteilung der laserinduzierten Läsionen führt.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the control unit is configured for controlling the laser unit, which results in a random or quasi-random distribution of the laser-induced lesions within the aperture range.

Es kann vorgesehen sein, dass die laserinduzierten Läsionen jeweils in einer dichtest möglichen Verteilung (unter einer vereinfachenden Annahme einer kugelförmigen Blase, die bei der Erzeugung einer jeweiligen Läsion entsteht, und mit der zusätzlichen Maßgabe, dass die jeweiligen Blasenzentren um den Blasendurchmesser versetzt sind, wäre dies die dichteste Kugelpackung mit einer hexagonalen Anordnung der Läsionen). Hierbei ergibt sich allerdings eine Regelmäßigkeit der Anordnung der Läsionen, die unter Umständen zu unerwünschten optischen Effekten führen kann. Wird um den Preis einer verringerten Dichte von Läsionen diese Regelmäßigkeit durchbrochen, indem die jeweiligen Positionen der Läsionen einer zufälligen Verteilung unterliegen oder durch eine geeignete Steuerung in einer ausreichend unregelmäßigen Verteilung (also quasi-zufällig) erzeugt werden, können die optischen Effekte vermieden werden.It may be contemplated that the laser-induced lesions would each be in a closest possible distribution (under a simplifying assumption of a spherical bladder resulting from the generation of a respective lesion and with the additional proviso that the respective bladder centers are offset around the bladder diameter this the densest sphere packing with a hexagonal arrangement of the lesions). However, this results in a regularity of the arrangement of the lesions, which may possibly lead to undesirable optical effects. If this regularity is interrupted at the cost of a reduced density of lesions by subjecting the respective positions of the lesions to a random distribution or by a suitable control in a sufficiently irregular distribution (ie quasi-random), the optical effects can be avoided.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine Ausrichtungseinheit zur Ausrichtung und/oder Fixierung des Auges und eine Lichtreizeinheit zur Lichtreizung des Auges, um eine Pupillenengstellung zu bewirken, wobei die Steuereinheit ausgestaltet ist, die Lasereinheit anhand der Pupillenengstellung zur Erstellung von Markierungen zu steuern, die die Aperturöffnung in lateraler und/oder axialer Richtung definieren.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the device comprises an alignment unit for aligning and / or fixing the eye and a light stimulation unit for light stimulation of the eye in order to effect a pupil position, wherein the control unit is configured to use the pupil position to create the laser unit To control markers that define the aperture opening in the lateral and / or axial direction.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung ist die Steuereinheit dazu ausgestaltet, die Lasereinheit für die Erzeugung der Aperturblende derart zu steuern, dass eine Lichttransmission durch den Aperturbereich der Linse auf 20 % oder weniger verringert wird.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the control unit is configured to control the laser unit for the generation of the aperture diaphragm such that a light transmission through the aperture range of the lens is reduced to 20% or less.

Es wurde gefunden, dass für eine ausreichende Verbesserung der Sehleistung keine vollständige Unterdrückung der Transmission nötig ist und es ausreichend ist, die Lichttransmission bis einen verbleibenden Teil von 20 % oder weniger zu reduzieren. Auch wenn eine stärkere Unterdrückung der Transmission an sich von Vorteil ist und für sich genommen wünschenswert sein kann, ist der damit verbundene Aufwand in Einzelfall möglichweise zu groß, um noch durch den Zusatznutzen gerechtfertigt zu werden.It has been found that for a sufficient improvement in visual performance, complete suppression of the transmission is not necessary and it is sufficient to reduce the light transmission to a remaining portion of 20% or less. Even if a stronger suppression of the transmission itself is an advantage and can be desirable in itself, the effort involved in individual cases is possibly too large to be justified by the added benefit.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung eines Aspekts der Erfindung weist die Vorrichtung die Lasereinheit für die Erzeugung der Aperturblende in der Linse des Auges auf, wobei die Lasereinheit einen Pulslaser zur Abgabe von Laserpulsen, ein Fokussiereinheit zur Fokussierung der Laserpulse und ein Richteinheit zur Ausrichtung der Laserpulse aufweist.In another advantageous embodiment of an aspect of the invention, the device has the laser unit for generating the aperture stop in the lens of the eye, the laser unit having a pulse laser for emitting laser pulses, a focusing unit for focusing the laser pulses and a straightening unit for aligning the laser pulses ,

Die Lasereinheit ist nicht notwendigerweise mit der Steuereinheit in einer einzigen Vorrichtung integriert, Steuereinheit und Lasereinheit können also auch getrennt voneinander vorgesehen werden, um erst bei der eigentliche Erzeugung der Aperturblende miteinander zu kooperieren.The laser unit is not necessarily integrated with the control unit in a single device, so that the control unit and the laser unit can also be provided separately from one another in order to cooperate with one another only during the actual generation of the aperture diaphragm.

In einer bevorzugten Variante der obigen Ausgestaltung ist der Pulslaser zur Abgabe von Laserpulsen mit einer Pulsdauer im Bereich von 10.000 bis 10 fs, vorzugsweise von 800 bis 100 fs, besonders bevorzugt von 300 bis 150 fs, mit einer Pulsenergie im Bereich von 100 bis 0,01 µJ, vorzugsweise von 10 bis 0,01 µJ, besonders bevorzugt von 2 bis 0,1 µJ, in einem Wellenlängenbereich vom 400 bis 1.400 nm, vorzugsweise von 600 bis 1.200 nm, besonders bevorzugt von 800 bis 1.100 nm und mit einer Repetitionsrate in einem Bereich von 1 bis 100.000 kHz, vorzugsweise von 10 bis 10.000 kHz, besonders bevorzugt von 100 bis 500 kHz ausgestaltet, ganz besonders bevorzugt mit einer Pulsdauer von 150 fs, einer Pulsenergie von 1 µJ, einer Wellenlänge im Bereich von 700 bis 1.100 nm und einer Repetitionsrate von 200 kHz.In a preferred variant of the above embodiment, the pulse laser for emitting laser pulses with a pulse duration in the range of 10,000 to 10 fs, preferably from 800 to 100 fs, particularly preferably from 300 to 150 fs, with a pulse energy in the range of 100 to 0, 01 μJ, preferably from 10 to 0.01 μJ, particularly preferably from 2 to 0.1 μJ, in a wavelength range from 400 to 1400 nm, preferably from 600 to 1200 nm, more preferably from 800 to 1100 nm and with a repetition rate in a range from 1 to 100,000 kHz, preferably from 10 to 10,000 kHz, particularly preferably from 100 to 500 kHz, very particularly preferably with a pulse duration of 150 fs, a pulse energy of 1 μJ, a wavelength in the range of 700 to 1100 nm and a repetition rate of 200 kHz.

Gemäß der Lehre von EP 2 231 084 B1 sind Laserpulse mit einer Pulsdauer von 100 fs, einer Pulsenergie von 1 µJ, einer Wellenlänge von 700 bis 1100 nm und einer Repetitionsrate von 100 kHz typisch, um eine permanente Läsion in der natürlichen Augenlinse zu erzeugen. Im Gegensatz zum Ansatz der Lehre von EP 2 231 084 B1 ist das Ziel dieser Erfindung jedoch nicht, an den definiert beabstandeten Laserläsionen singuläre Streu-Ereignisse zu erzeugen, die in Summe in Transmission durch die Augenlinse eine Bildgebung bewirken. Vielmehr soll erfindungsgemäß im Bereich der erzeugten Laserläsionen möglichst wenig Licht in Richtung Netzhaut transmittieren und vorzugsweise keine Transmission in Richtung Netzhaut stattfinden.According to the doctrine of EP 2 231 084 B1 For example, laser pulses having a pulse duration of 100 fs, a pulse energy of 1 μJ, a wavelength of 700 to 1100 nm, and a repetition rate of 100 kHz are typical for producing a permanent lesion in the natural eye lens. In contrast to the approach of the teaching of EP 2 231 084 B1 However, the object of this invention is not to produce at the defined spaced laser lesions singular scattering events which, in total, cause imaging in transmission through the lens of the eye. Rather, according to the invention, as little light as possible should be transmitted in the direction of the retina in the area of the laser lesions produced, and preferably no transmission should take place in the direction of the retina.

Erfindungsgemäß wird nach einem weiteren Aspekt ein Computerprogramm mit Programmmitteln, die eine erfindungsgemäße Vorrichtung dazu veranlassen, ein Verfahren zur Erzeugung einer Aperturblende in einem Auge auszuführen, wenn das Computerprogramm auf der Vorrichtung ausgeführt wird. Das Computerprogramm kann auf einem geeigneten Speichermedium, etwa einem optischen Speichermedium oder einem nichtflüchtigen elektronischen Speichermedium, vorgesehen, gespeichert und/oder vertrieben werden. Es kann auch zusammen mit oder als Teil einer Hardware-Komponente bereitgestellt werden. Das Computerprogramm kann auch auf andere Weise bereitgestellt werden, etwa über das Internet oder über drahtgebundene oder drahtlose Telekommunikationsmittel.According to a further aspect of the invention, a computer program with program means which causes a device according to the invention to execute a method for producing an aperture stop in an eye when the computer program is executed on the device. The computer program may be provided, stored and / or distributed on a suitable storage medium, such as an optical storage medium or a nonvolatile electronic storage medium. It can also be provided together with or as part of a hardware component. The computer program may also be provided in other ways, such as via the Internet or via wired or wireless telecommunications means.

Merkmale vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere in den Unteransprüchen definiert, wobei weitere vorteilhafte Merkmale, Ausführungen und Ausgestaltungen für den Fachmann zudem aus den obigen Erläuterung und der folgenden Diskussion zu entnehmen sind.Features of advantageous embodiments of the invention are defined in particular in the dependent claims, wherein further advantageous features, embodiments and embodiments for the skilled person also from the above explanation and the following discussion can be found.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen weiter illustriert und erläutert. Hierbei zeigt

1 schematische Darstellungen einer Aperturblende in einer natürlichen Linse des Auges,
2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Lichtverhältnisse bei einer Linse mit der Aperturblende und der Iris des Auges,
3 schematische Darstellungen zum Vergleich einer Transmission jeweils mit einer einlagigen Anordnung von Läsionen und einer mehrschichtigen Anordnung von Läsionen,
4 schematische Illustrationen der Vorgänge bei einer Photodisruption,
5 schematische Illustrationen in einem Fall einer zu engen Positionierung von Laserpulsen,
6 schematische Darstellungen zur Orientierung der Aperturblende zur optischen Achse,
7 schematische Darstellungen einer axialen Anordnung von laserinduzierten Läsionen und
8 schematische Darstellungen zur Erläuterung von Abläufen bei der Erstellung einer erfindungsgemäßen Aperturblende mit vorheriger Markierung.

In the following, the present invention will be described with reference to FIGS Embodiments further illustrated and explained. This shows

1 schematic representations of an aperture stop in a natural lens of the eye,
2 a schematic representation for explaining the lighting conditions in a lens with the aperture diaphragm and the iris of the eye,
3 schematic representations for comparing a transmission each with a single-layer arrangement of lesions and a multilayer arrangement of lesions,
4 schematic illustrations of the processes in a photodisruption,
5 schematic illustrations in a case of too close positioning of laser pulses,
6 schematic representations for the orientation of the aperture stop to the optical axis,
7 schematic representations of an axial arrangement of laser-induced lesions and
8th schematic representations for explaining procedures in the preparation of an aperture diaphragm according to the invention with prior marking.

In den beiliegenden Zeichnungen sowie den Erläuterungen zu diesen Zeichnungen sind einander entsprechende bzw. in Beziehung stehende Elemente - soweit zweckdienlich - mit jeweils entsprechenden oder ähnlichen Bezugszeichen gekennzeichnet, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen zu finden sind.In the accompanying drawings, as well as the explanations to these drawings, corresponding or related elements, as appropriate, are identified with corresponding or corresponding reference numerals, even though they may be found in different embodiments.

1a zeigt eine beispielhafte Seitenansicht einer Positionierung einer lasererzeugten Apertur 1 innerhalb einer natürlichen Linse 2 eines Auges, wobei 1b eine entsprechende Draufsicht der Positionierung der lasererzeugten Apertur 1 innerhalb der natürlichen Linse 2 des Auges zeigt. Die Sehachse und axiale Richtung ist in dieser Figur als senkrechte Linie eingezeichnet, eine laterale Richtung als horizontale Linie. 1a shows an exemplary side view of a positioning of a laser-generated aperture 1 within a natural lens 2 one eye, being 1b a corresponding plan view of the positioning of the laser-generated aperture 1 within the natural lens 2 of the eye shows. The visual axis and axial direction is shown in this figure as a vertical line, a lateral direction as a horizontal line.

2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Lichtverhältnisse bei einer Linse mit der Aperturblende und der Iris des Auges. In das Auge einfallendes Licht 3a wird zum einen in natürlicher Weise von der Iris 4 des Auges abgeblockt und darüber hinaus von der lasererzeugten Apertur 1 innerhalb der Linse 2. Nur der zentrale Teil 3b des Lichts 3a wird hierbei bis zur Netzhaut durchgelassen. 2 shows a schematic representation for explaining the lighting conditions in a lens with the aperture diaphragm and the iris of the eye. Light entering the eye 3a becomes, on the one hand, naturally from the iris 4 the eye blocked and beyond the laser-generated aperture 1 inside the lens 2 , Only the central part 3b of the light 3a is let through to the retina.

3 zeigt schematische Darstellungen zum Vergleich einer Transmission jeweils mit einer einlagigen Anordnung von Läsionen und einer mehrschichtigen Anordnung von Läsionen. Eine einlagige Anordnung von Laserläsionen 5a innerhalb der Linse 2 des Auges kann, wie in diesem Beispiel, dazu führen, dass einfallendes Licht 3a vorwiegend in alle Richtungen gestreut wird. Selbst bei sehr dichter lateraler Anordnung der Läsionen 5a kann es vorkommen, dass ein noch immer erheblicher Teil des einfallenden Lichtes vorwärts gestreut (3c) wird und somit die Netzhaut erreichen kann. Im Gegensatz dazu vermindern, wie in 3b illustriert, mehrere Schichten lateral dicht gepackter Läsionen 5b sehr weitgehend die Wahrscheinlichkeit, dass Photonen in Richtung Netzhaut gestreut werden. 3 shows schematic representations for comparing a transmission each with a single-layer arrangement of lesions and a multilayer arrangement of lesions. A single-layer arrangement of laser lesions 5a inside the lens 2 of the eye, as in this example, can cause incident light 3a is scattered predominantly in all directions. Even with very dense lateral arrangement of the lesions 5a it can happen that a still significant part of the incoming light is scattered forward ( 3c ) and thus can reach the retina. In contrast, diminish, as in 3b illustrates several layers of lateral densely packed lesions 5b very largely the probability that photons are scattered towards the retina.

Wenn, wie im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, möglichst wenig Licht durch den Aperturbereich (der die Aperturöffnung umgibt) hindurchtreten soll, sind die Laserläsionen lateral möglichst dicht anzuordnen. Da die Laserläsionen zum Teil das Licht nicht absorbieren, sondern lediglich streuen, kann es dennoch, selbst bei sehr dichter lateraler Anordnung der Läsionen, dazu kommen, dass ein Teil des einfallenden Lichtes vorwärts gestreut und somit die Netzhaut erreichen (3a). Die gestreuten Photonen, die die Netzhaut erreichen, tragen nicht zur Bildentstehung bei und werden als störend empfunden. Insbesondere das Kontrastsehen wird dadurch negativ beeinflusst.If, as provided in the context of the present invention, as little light as possible to pass through the aperture region (which surrounds the aperture opening), the laser lesions should be arranged laterally as close as possible. Since the laser lesions partly do not absorb the light, but merely scatter it, even with a very dense lateral arrangement of the lesions, a portion of the incident light may nevertheless scatter forward and thus reach the retina ( 3a) , The scattered photons that reach the retina do not contribute to the image formation and are perceived as disturbing. In particular, the contrast vision is adversely affected.

Erzeugt man hingegen auch in axialer Richtung mehrere Schichten lateral dicht gepackter Läsionen, so wird die Wahrscheinlichkeit, dass Photonen in Richtung Netzhaut gestreut werden, zunehmend geringer. Ab einer bestimmten Dicke bzw. Anzahl hintereinander liegender Schichten ist auch ohne weitere besondere Maßnahmen hinsichtlich der Ausgestaltungen der Läsionen selbst die Menge an transmittiertem Licht so gering, dass der Kontrast bei der Bildentstehung auf der Netzhaut nur unwesentlich oder akzeptabel verringert wird (3b).If, on the other hand, several layers of lateral densely packed lesions are generated in the axial direction, the probability of photons scattering in the direction of the retina becomes increasingly smaller. From a certain thickness or number of layers lying one behind the other, the amount of transmitted light is so small even without any further special measures with regard to the embodiments of the lesions that the contrast in the retinal image formation is only insignificantly or acceptably reduced ( 3b) ,

4 zeigt schematische Illustrationen der Vorgänge bei einer Photodisruption. 4 shows schematic illustrations of the processes in a photodisruption.

4a illustriert, dass in der Fokalebene 6 des einfallenden Laserstrahls 7 bei hinreichender Intensität des Laserstrahls eine Photodisruption stattfindet. Physikalisch bedingt hat die Wechselwirkungszone 8 typischerweise eine prolate Form. 4a illustrates that in the focal plane 6 of the incident laser beam 7 with sufficient intensity of the laser beam, a photodisruption takes place. Physically conditioned has the interaction zone 8th typically a prolate form.

4b illustriert, dass unmittelbar nach der Disruption durch das verdampfende Linsenmaterial eine Gasblase 9 mit erheblich größerer Ausdehnung als die Wechselwirkungszone 8 des Laserlichts entsteht. 4b illustrates that immediately after the disruption by the vaporizing lens material, a gas bubble 9 with significantly greater extension than the interaction zone 8th of the laser light arises.

Nach einer bestimmten Zeit (Millisekunden bis Stunden), abhängig von der Größe der Gasblase, ist das Gas in die Umgebung des Linsengewebes diffundiert und die Gasblase ist kollabiert, wie es in 4c dargestellt ist. Zurück bleibt eine prolate Form von verändertem Linsengewebe (hier „Laserläsion“ 10 genannt). Die Laserläsion 10 zeichnet sich durch stark streuende und absorbierende Eigenschaften für sichtbares Licht aus.After a certain time (milliseconds to hours), depending on the size of the gas bubble, the gas has diffused into the environment of the lens tissue and the gas bubble collapsed, as in 4c is shown. What remains is a prolate form of altered lens tissue (here "laser lesion" 10 called). The laser lesion 10 is characterized by strongly scattering and absorbing properties for visible light.

5 zeigt schematische Illustrationen in einem Fall einer zu engen Positionierung von Laserpulsen. Haben zwei zeitlich aufeinander folgende Laserpulse 7b, 7c einen räumlichen Abstand 11 kleiner als der Durchmesser der verbliebenen Gasblase 9, wird, wie es in 5a gezeigt ist, der Folgepuls 7c in die Gasblase 9 gelenkt. Trifft der Laserpuls innerhalb der Linse 2 auf die Gasblase 9, wird aufgrund der Brechungsunterschiede zwischen Linsenmaterial und Gasblase das Licht des Laserpulses 7d abgelenkt, wie es in 5b illustriert ist. 5 shows schematic illustrations in a case of too close positioning of laser pulses. Have two consecutive laser pulses 7b . 7c a spatial distance 11 smaller than the diameter of the remaining gas bubble 9 , as it is in 5a is shown, the follow-up pulse 7c in the gas bubble 9 directed. The laser pulse hits inside the lens 2 on the gas bubble 9 , Due to the difference in refraction between lens material and gas bubble, the light of the laser pulse 7d distracted as it is in 5b is illustrated.

Vorzugsweise werden die Laserparameter so eingestellt, dass jeweils in der Fokusebene des Laserpulses die Schwelle zur Photodisruption überschritten wird, um eine permanente Läsion zu erzeugen (4a). Dies hat jedoch zur Folge, dass unmittelbar nach Lasereinwirkung am Fokus des Laserpulses eine kleine Gasblase erzeugt wird (4b). Das Gas ist das Produkt des vom Laserpuls verdampften Wassers oder in die Gasphase überführten Linsenbestandteile. Aufgrund der Viskosität und der chemischen Löslichkeit der erzeugten Gase und Dämpfe im Gewebewasser dauert es eine gewisse Zeit, bis die Blase vollständig kollabiert ist und eine typischerweise ellipsenförmige, prolate Läsion übrigbleibt, die dauerhaft das einfallende Licht streut oder absorbiert (4c). Gewöhnlich ist die Zeitdauer, bis die Gasblase kollabiert, wesentlich größer (Millisekunden bis Stunden) als der zeitliche Abstand zweier Laserpulse (Nanosekunden bis Millisekunden). Wird der Laser so gesteuert, dass ein Folgepuls in einem Abstand kleiner als der Durchmesser der verbliebenen Gasblase platziert wird, wird der Folgepuls in die Gasblase gelenkt (5a). In dieser Situation wird aufgrund der Brechungsunterschiede zwischen Linsenmaterial und Gasblase das Licht des Laserpulses abgelenkt (5b). Dabei kann die Fokusqualität des Laserpulses zerstört werden, so dass die Lichtintensität im Fokus nicht mehr ausreichend aufrechterhalten werden kann, um die Schwelle für einen Photodisruptions-Prozess zu überschreiten. Je nach Größe der Gasblase und zeitlichem und räumlichen Abstand der Laserpulse können mehrere Folgepulse an einer Gasblase abgelenkt werden und keine Photodisruption erzeugen. In der Folge entstehen so Muster von Läsionen die viel größere Abstände aufweisen als die ursprünglich beabsichtigten Muster der Laserfoki. Folglich ist die Abschottungswirkung der gesamten Laserbereiche weniger effizient.Preferably, the laser parameters are set such that the threshold for photodisruption is exceeded in each case in the focal plane of the laser pulse in order to generate a permanent lesion ( 4a) , However, this has the consequence that immediately after laser action at the focus of the laser pulse, a small gas bubble is generated ( 4b) , The gas is the product of the water vaporized by the laser pulse or gaseous phase transferred lens components. Due to the viscosity and chemical solubility of the generated gases and vapors in the tissue water, it takes some time for the bladder to completely collapse, leaving a typically elliptical, prolate lesion that will permanently scatter or absorb the incident light ( 4c) , Usually, the time until the gas bubble collapses is much greater (milliseconds to hours) than the time interval between two laser pulses (nanoseconds to milliseconds). If the laser is controlled so that a follow-up pulse is placed at a distance smaller than the diameter of the remaining gas bubble, the follow-up pulse is directed into the gas bubble ( 5a) , In this situation, due to the difference in refraction between the lens material and the gas bubble, the light of the laser pulse is deflected ( 5b) , In this case, the focus quality of the laser pulse can be destroyed, so that the light intensity in the focus can no longer be sufficiently maintained to exceed the threshold for a photodisruption process. Depending on the size of the gas bubble and the temporal and spatial distance of the laser pulses, a plurality of successive pulses can be deflected on a gas bubble and produce no photodisruption. As a result, patterns of lesions that are much larger than the originally intended pattern of laser foci develop. As a result, the shielding effect of the entire laser regions is less efficient.

Diese Effizienzminderung lässt sich umgehen, indem die Lasersteuerung so programmiert wird, dass zeitlich aufeinanderfolgende Laserpulse einen größeren Abstand haben als der Durchmesser der Gasblasen zu dem Zeitpunkt, an dem der Folgepuls eintrifft. This efficiency reduction can be circumvented by programming the laser control so that time-sequential laser pulses are spaced greater than the diameter of the gas bubbles at the time the follow-up pulse arrives.

Die verbleibenden Lücken zwischen den Laserläsionen können in einem zweiten und / oder vielfachen Durchlauf von Laserpulsen geschlossen werden, sobald die Gasblasen kollabiert sind.The remaining gaps between the laser lesions may be closed in a second and / or multiple passes of laser pulses once the gas bubbles have collapsed.

Dauert der Kollaps der Gasblasen länger als das Abrastern der gesamten Fläche einer Ebene von Laserläsionen, so kann der Laser so programmiert werden dass er in einer weiteren, der Laserquelle zugewandten Richtung eine weitere Lage von Laserläsionen erzeugt. Vorzugsweise sind die Laserläsionen dann an den Lücken platziert, die von den Laserläsionen in der Ebene zuvor zurückgelassen wurden. Dieser Prozess kann mehrfach wiederholt werden und dadurch einen Volumenkörper erzeugen, der ab einer gewissen Anzahl von Lagen an Laserläsionen hinreichend wenig Licht zur Netzhaut durchdringen lässt.If the collapse of the gas bubbles lasts longer than scanning the entire surface of a plane of laser lesions, the laser can be programmed to generate another layer of laser lesions in another direction facing the laser source. Preferably, the laser lesions are then placed at the gaps left by the laser lesions in the plane previously. This process can be repeated several times and thereby create a solid body, which allows sufficient light to penetrate to the retina from a certain number of layers of laser lesions.

In einer weiteren Ausführungsform können die Laserläsionen im Mittel zufällig beabstandet werden. Durch die unregelmäßig räumliche Verteilung der Laserläsionen wird verhindert, dass die Laserläsionen ein optisches Gitter erzeugen und dabei unerwünschte Beugungseffekte hervorrufen.In a further embodiment, the laser lesions may on average be randomly spaced. The irregular spatial distribution of the laser lesions prevents the laser lesions from producing an optical grating and thereby producing undesirable diffraction effects.

Wird die lasergenerierte Apertur durch mehrere Lagen von Laserläsionen erzeugt, stellt die Apertur ein räumliches Objekt dar. Folglich ist neben der Zentrierung der Apertur beispielsweise zur Sehachse des Auges nicht nur die laterale Ausrichtung der Apertur von Bedeutung, sondern auch die Orientierung. Bei schiefer Orientierung wirkt die kreisrunde Öffnung der Apertur in Projektion zur Sehachse bzw. zum einfallenden Licht als Ellipse. Darüber hinaus wird das Licht an den Kanten der Öffnung starke Streuphänomene hervorrufen und eine Blendwirkung verursachen.If the laser-generated aperture is generated by multiple layers of laser lesions, the aperture represents a spatial object. Consequently, in addition to the centering of the aperture, for example to the visual axis of the eye, not only the lateral orientation of the aperture is important, but also the orientation. In the case of oblique orientation, the circular opening of the aperture in projection to the visual axis or to the incident light acts as an ellipse. In addition, the light at the edges of the aperture will cause strong scattering phenomena and cause glare.

Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, die axiale Ausdehnung (in Strahlrichtung) der Apertur so gering wie möglich zu halten und dennoch möglichst viele Lagen von Laserläsionen übereinander zu legen.For this reason, it is advantageous to keep the axial extent (in the beam direction) of the aperture as small as possible and still to lay as many layers of laser lesions on top of each other as possible.

6a illustriert, dass bei korrekter Orientierung der Apertur 1 in der Linse 2 parallel zur optischen Achse bzw. des einfallenden Lichts 3a die zentralen Strahlen des Lichtbündels 3a durchgelassen und die Randstrahlen durch Streuung bzw. Absorption abgeblockt werden. 6a illustrates that with correct orientation of the aperture 1 in the lens 2 parallel to the optical axis or the incident light 3a the central rays of the light beam 3a let through and the marginal rays are blocked by scattering or absorption.

6b illustriert, dass bei schiefer Orientierung der Apertur das einfallende Licht 3a an den Kanten der Öffnung der Apertur Streuphänomene hervorruft. Lichtstrahlen 3c, die auf die Kanten der Apertur treffen werden, nur leicht gestreut und können die Netzhaut erreichen. Sie verursachen dadurch eine unerwünschte Blendwirkung. 6b illustrates that with slant orientation of the aperture the incident light 3a causes scattering phenomena at the edges of the opening of the aperture. light rays 3c , which will hit the edges of the aperture, only slightly scattered and can reach the retina. They cause an undesirable dazzling effect.

7 zeigt schematische Darstellungen einer axialen Anordnung von laserinduzierten Läsionen. 7 shows schematic representations of an axial arrangement of laser-induced lesions.

Eine möglichst dichte Anordnung der Laserläsionen bekommt man, wenn man die Laserpulse in einer Richtung gerade so weit beabstandet, wie sich eine lasererzeugte Gasblase im Linsengewebe maximal ausdehnt. Folglich entsteht eine Kette von einzelnen Gasblasen, die sich berühren, vorzugsweise aber nicht miteinander verschmelzen. (7a). In einer benachbarten Strecke 15, parallel zur ersten Strecke 14, werden die einzelnen Laserpulse um die Hälfte des maximalen Gasblasendurchmesser d versetzt angeordnet. Der minimale Abstand a der benachbarten Strecke berechnet sich zu: $a = \sqrt{\frac{3}{4}} \times d$

The densest possible arrangement of the laser lesions is obtained by spacing the laser pulses in one direction just as far as a laser-generated gas bubble in the lens tissue expands to a maximum. As a result, a chain of individual gas bubbles is created which contact, but preferably do not fuse together. ( 7a) , In a neighboring route 15 , parallel to the first track 14 , the individual laser pulses are arranged offset by half of the maximum gas bubble diameter d. The minimum distance a of the adjacent route is calculated as:

a = \sqrt{\frac{3}{4}} \times d

Nach dem vollständigen Abrastern einer Ebene ergibt sich ein Teppich von Läsionen 10, die im Abstand d voneinander getrennt liegen. Die Läsionen 10 und damit die für das einfallende Licht 3a wirksame, absorbierende bzw. streuende Kreisfläche haben den Durchmesser q. Folglich kann eine solche Ebene von Laserläsionen nur den Bruchteil (q/d)² des einfallenden Lichtes streuen bzw. absorbieren (7b).After complete scanning of a plane results in a carpet of lesions 10 , which are separated by a distance d. The lesions 10 and therefore the light that falls 3a effective, absorbing or scattering circular area have the diameter q. Consequently, such a level of laser lesions can scatter only the fraction (q / d) ^{2 of} the incident light ( 7b) ,

Hier kann nun eine zweite Ebene von Laserläsionen erzeugt werden. Diese Ebene liegt in der dem Laserstrahl zugewandten Richtung und hat den Abstand a zur vorherigen Ebene. Für den Fall, dass sich während der Erzeugung einer Ebene von Läsionen die Gasblasen in der Ebene verkleinert haben, kann der Abstand auch geringer gewählt werden. In lateraler Ausrichtung kann das Raster der Laserpulse so versetzt werden, dass die Läsionen der Laserpulse der neueren Lage zwischen den Läsionen der vorherigen Lage liegen. In einer folgenden, dritten Lage, im Abstand a oder kleiner von der zweiten Lage kann abermals ein Raster von Läsionen erzeugt werden. In diesem Fall werden die Laserfoki und die sich daraus ergebenden Läsionen in die Projektion der noch offenen Lücken aller vorherigen Läsionen platziert. Die Abfolge der Erzeugung der einzelnen Lagen von Läsionen in axial unterschiedlichen Ebenen ist in 7c für die ersten sechs Lagen beispielhaft dargestellt, Dabei sind für die aktuell erzeugten Läsionen schwarze Vollkreise verwendet worden und für die jeweils vorherigen Lagen offene weiße Kreise. Here now a second level of laser lesions can be generated. This plane is in the direction facing the laser beam and has the distance a from the previous plane. In the event that the gas bubbles in the plane have become smaller during the generation of a plane of lesions, the distance can also be chosen to be smaller. In lateral alignment, the raster of the laser pulses can be offset so that the lesions of the laser pulses of the newer layer lie between the lesions of the previous layer. In a subsequent, third position, at a distance a or smaller from the second position, a grid of lesions can be generated again. In this case, the laser foci and the resulting lesions are placed in the projection of the still open gaps of all previous lesions. The sequence of generating the individual layers of lesions in axially different planes is shown in FIG 7c for the first six layers exemplified, black circles were used for the currently generated lesions and for the previous layers each white circles.

Diese Abfolge kann so oft wiederholt werden, bis in Summe eine hinreichende Anzahl von Läsionen erzeugt wurde, die die gesamte Fläche der Apertur bedecken. Will man beispielsweise 100% der Aperturfläche mit Läsionen abdecken, so sind mindestens (d/q)² Lagen an Laserläsionen zu erzeugen.This sequence can be repeated until a sufficient number of lesions covering the entire area of the aperture have been generated. If, for example, one wants to cover 100% of the aperture area with lesions, at least (d / q) ² layers of laser lesions are to be produced.

8 zeigt schematische Darstellungen zur Erläuterung von Abläufen bei der Erstellung einer erfindungsgemäßen Aperturblende mit vorheriger Markierung. 8th shows schematic representations for explaining procedures in the preparation of an aperture diaphragm according to the invention with prior marking.

Bei verengter Pupille (Miosis) können mit Hilfe des Laserstrahls 7 ein oder mehrere Orientierungspunkte 12a, 12b in die Linse 2 gelasert werden, wie es in 8a gezeigt ist. Beispielsweise können dies zwei Ringe sein, die die hintere (12a) und vordere Position (12b) der Apertur-Öffnung andeuten. Die laterale Position der Markierungen wird dabei durch den inneren Rand der Iris 4 begrenzt. 8b zeigt die gleiche Situation wie in 8a aus der Sicht des Operateurs (Draufsicht)With narrowed pupil (Miosis) can with the help of the laser beam 7 one or more landmarks 12a . 12b in the lens 2 be lasered as it is in 8a is shown. For example, these may be two rings, the rear ( 12a ) and front position ( 12b) indicate the aperture opening. The lateral position of the markers becomes through the inner edge of the iris 4 limited. 8b shows the same situation as in 8a from the perspective of the surgeon (top view)

8c zeigt, dass bei weiter Pupillenstellung (Mydriasis), ohne dass die Iris 4 den Strahlengang des Lasers 7 abschattet, die vollständige Apertur 1 in die Linse 2 gelasert werden kann. Dabei helfen die zuvor gesetzten Markierungen 12a, 12b, die Apertur entsprechend zu zentrieren und entlang der Sehachse 13 zu orientieren. 8d zeigt die gleiche Situation wie in 8c aus der Sicht des Operateurs (Draufsicht). 8c shows that at further pupil position (mydriasis), without the iris 4 the beam path of the laser 7 shadows, the full aperture 1 in the lens 2 can be lasered. The previously set markings help 12a . 12b to center the aperture accordingly and along the visual axis 13 to orient. 8d shows the same situation as in 8c from the perspective of the surgeon (top view).

Die lasergenerierte Apertur kann zur Sehachse des Auges zentriert und orientiert werden. Beispielsweise ist vor von Vorteil, das Zentrum der Apertur in die Mitte zwischen dem Pupillenzentrum und dem sog. ersten Purkinje-Reflex zu positionieren. Wenn die Pupille bei der Laseranwendung medikamentös erweitert werden muss (Mydriasis), ist es vorteilhaft, wenn zunächst bei enger Pupille eine Markierung auf der Hornhautoberfläche, beispielsweise durch Farbe, angebracht wird.The laser-generated aperture can be centered and oriented to the visual axis of the eye. For example, it is advantageous to position the center of the aperture in the middle between the pupil center and the so-called first Purkinje reflex. If the pupil has to be dilated with medication in the laser application (mydriasis), it is advantageous if first a mark is placed on the surface of the cornea, for example by color, in the case of a narrow pupil.

Eine vorteilhafte Positionierung ergibt sich durch die Zentrierung und Orientierung an der Iris 4 bei verengter Pupille (Miosis). Nachdem das Patientenauge auf die Laserapparatur ausgerichtet wurde und ggf. fixiert wurde, beispielsweise durch ein übliches sog. Patienten-Interface, wird das Auge durch vergleichsweise helles Licht gereizt. Folglich adaptiert das Auge durch eine Pupillenengstellung (Miosis). In dieser Situation können vom Laser 7 ein oder mehrere Orientierungspunkte 12a, 12b in die Linse 2 gelasert werden, beispielsweise zwei Ringe, die die hintere und vordere Position der Apertur-Öffnung andeuten (8a, 8b). Die Positionierung kann durch übliche Bildgebung, beispielsweise Optische Kohärenztomographie (OCT) unterstützt werden.An advantageous positioning results from the centering and orientation on the iris 4 in a narrowed pupil (miosis). After the patient's eye has been aligned with the laser apparatus and possibly fixed, for example by a usual so-called patient interface, the eye is irritated by comparatively bright light. Consequently, the eye adapts through a pupillary miosis. In this situation can by the laser 7 one or more landmarks 12a . 12b in the lens 2 For example, two rings indicating the rear and front position of the aperture opening ( 8a . 8b) , Positioning may be assisted by conventional imaging, such as optical coherence tomography (OCT).

Nach erfolgter Markierung wird der Lichtreiz entfernt. Vorzugsweise wird das Auge, bzw. werden beide Patientenaugen maximaler Dunkelheit überlassen. Folglich wird das Auge erneut die Lichtsituation adaptieren und die Pupille weitstellen (Mydriasis). In dieser Situation kann nun, ohne dass die Iris 4 den Strahlengang des Lasers abschattet, die vollständige Apertur 1 in die Linse 2 gelasert werden. Dabei helfen die zuvor gesetzten Markierungen 12a, 12b, die Apertur entsprechend zu zentrieren und entlang der Sehachse 13 zu orientieren. Reicht die natürliche Mydriasis nicht aus, um die Iris 4 vollständig aus dem Strahlengang des Lasers 7 zu bewegen kann die Mydriasis medikamentös erweitert werden. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass nach dem Lasereingriff, bei hellem Tageslicht, die natürlicherweise eng adaptierte Pupille mit der Öffnung der lasergenerierten Apertur übereinstimmt.After marking the light stimulus is removed. Preferably, the eye or both patient eyes are left to maximum darkness. Consequently, the eye will again adapt the light situation and dilate the pupil (mydriasis). In this situation now, without the iris 4 shadows the beam path of the laser, the complete aperture 1 in the lens 2 be lasered. The previously set markings help 12a . 12b to center the aperture accordingly and along the visual axis 13 to orient. The natural mydriasis is not enough for the iris 4 completely out of the beam path of the laser 7 to move the mydriasis can be extended by medication. This procedure has the advantage that after the laser intervention, in bright daylight, the naturally closely adapted pupil coincides with the opening of the laser-generated aperture.

Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutieren Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.Although various aspects or features of the invention are shown in combination in the figures, it will be apparent to those skilled in the art, unless stated otherwise, that the combinations illustrated and discussed are not the only ones possible. In particular, corresponding units or feature complexes from different embodiments can be exchanged with one another.

In Implementierungen der Erfindung können jeweils einzelne Komponenten, z.B. ein Prozessor, ganz oder teilweise die Funktionen verschiedener in den Ansprüchen genannter Elemente übernehmen. Abläufe oder Vorgänge wie beispielsweise Steuerungen, Berechnungen, Erfassungen oder ähnliches können als Programmmittel eines Computerprogramms und/oder als spezielle Hardwarekomponenten implementiert werden.In implementations of the invention, individual components, e.g. a processor, wholly or partly take over the functions of various elements mentioned in the claims. Procedures or processes such as, for example, controls, calculations, acquisitions or the like can be implemented as program means of a computer program and / or as special hardware components.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 4955904 [0010]
US 5757458 [0010]
US 5980040 [0010]
WO 2011/020078 A1 [0010]
US 2013131795 A1 [0010]
EP 2231084 B1 [0025, 0042]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Alio, Jorge L .; et al. (2013): Removability of a small aperture intracorneal inlay for presbyopia correction. In: Journal of refractive surgery 29 (8), p. 550-556 [0012]

Claims

Apparatus for generating an aperture stop in an eye, comprising: a control unit for a laser unit, wherein the control unit is adapted to control the laser unit for generating the aperture stop in a lens of the eye, the aperture stop serving to increase the depth of field of the eye and formed by laser-induced lesions which transmit light through an aperture region of the lens surrounding an aperture opening to decrease.

Device after Claim 1 wherein the aperture stop has laser-induced lesions in, in the axial direction, different planes.

Device according to one of the preceding claims, wherein the control unit is designed for a control of the laser unit, are generated with the successively generated laser-induced lesions so that they have from each other in the lateral and / or axial direction at least a predetermined distance.

Device according to one of the preceding claims, wherein the control unit is designed for a control of the laser unit, which leads within the aperture range to a random or quasi-random distribution of the laser-induced lesions.

Apparatus according to any one of the preceding claims, further comprising: an alignment unit for alignment and / or fixation of the eye and a light stimulus unit for light stimulation of the eye, in order to effect a pupil position, wherein the control unit is configured to control the laser unit based on the pupil position for the creation of markings that define the aperture opening in the lateral and / or axial direction.

A device according to any one of the preceding claims, wherein the control unit is adapted to control the laser unit for the generation of the aperture stop such that a light transmission through the aperture area of the lens is reduced to 20% or less.

Device according to one of the preceding claims, comprising the laser unit for generating the aperture stop in the lens of the eye, the laser unit having a pulse laser for emitting laser pulses, a focusing unit for focusing the laser pulses and a straightening unit for aligning the laser pulses.

Device after Claim 7 wherein the pulse laser for emitting laser pulses having a pulse duration in the range of 10,000 to 10 fs, preferably from 800 to 100 fs, particularly preferably from 350 to 150 fs, with a pulse energy in the range of 100 to 0.01 μJ, preferably of 10 to 0.1 μJ, particularly preferably from 2 to 0.1 μJ, in a wavelength range from 400 to 1400 nm, preferably from 600 to 1200 nm, particularly preferably from 800 to 1100 nm and with a repetition rate in a range from 1 to 100,000 kHz, preferably from 10 to 10,000 kHz, particularly preferably from 100 to 500 kHz, very particularly preferably with a pulse duration of 150 fs, a pulse energy of 1 μJ, a wavelength in the range of 700 to 1100 nm and a repetition rate of 200 kHz ,

A method for generating control commands for a laser unit for producing an aperture stop in an eye, the control commands causing the laser unit to generate the aperture stop in a lens of the eye, the aperture stop serving to increase the depth of field of the eye and being formed by laser-induced lesions, which reduce light transmission through an aperture region of the lens surrounding an aperture opening.

A method of producing an aperture stop in an eye, comprising: Controlling a laser unit for generating the aperture stop in a lens of the eye, wherein the aperture stop serves to increase the depth of field of the eye and is formed by laser-induced lesions which reduce light transmission through an aperture region of the lens surrounding an aperture opening.

Computer program with program means, which means a device Claim 1 cause a method of generating an aperture stop in an eye when the computer program is executed on the device.